ABAQUS复合材料铺层导入
Abaqus复合材料
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嵌入单元
• Rebar加强的膜单元和表面单元可以以任意方式嵌入到实体单元中来模拟 复合材料
嵌入的膜单元
rebar
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实体单元
6
Abaqus复合材料主要功能
*CONTACT PAIR, INTERACTION=FRACTURE, ADJUST=Nsetbond Slave--Slave surface name Master--Master surface name
*SURFACE INTERACTION, NAME=FRACTURE, UCRACK, DEPVAR=12, PROPERTIES=16 , G_IC,G_IIC,G_IIIC,mixType,m,n,o w,
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IanIlotnentregfarpfcaleacnEeeleeomfleedmnetlsaemnloticnsaalttoeiodcnated along plane of delamination
11
VCCT-for-Abaqus Usage and Keywords
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复合材料的后处理功能
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8
复合材料的后处理功能
• 可以显示复合材料厚度方向上变量 的变化曲线
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CATIA CPD接口
• Simulayt可以作为Abaqus/CAE的中模块，将CATIA CPD中设计的复合 材料模型以及铺层导入
Abaqus复合材料
•
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Virtual Crack Closure Technique (VCCT)
• VCCT • Has been used manually in the aerospace industry for many years • Based on Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) concepts • Based on computing the energy release rates for normal and shear crack-tip deformation modes • Compare energy release rates to interlaminar fracture toughness
= 1 for B-K (2D shown): mixType
GIIC GIC + (GIIC − GIC ) G +G II I
m n
o
m
= 2 for Power law:
GI GII GIII + + G IC GIIC GIIIC
Solid Mesh
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实体壳单元
• 实体壳单元是三维应力/位移单元，它的响应同壳类似，但是具有实体的拓扑 • 单元 – SC6R，SC8R • 属性定义 – *SHELL SECTION, COMPOSITE，STACKING DIRECTION={1|2|3|orientation} • 材料定义 – *ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC, TYPE=LAMINA
ABAQUS复材稳定性分析操作说明
第7章 ABAQUS 复合材料平板稳定性7.3 复合材料平板稳定性计算复合材料具有比强度和比模量高、性能可设计和易于整体成形等诸多优异特性被广泛应用于航天、航空和航海等领域。
下面的以碳纤维树脂基复合材料的层压板为例介绍层压板的建模分析方法。
7.3.1 问题提出本例以层压板为例，600mm ×400mm 复合材料平板，四边简支，在一短边受100N/mm 压缩载荷作用下，进行平板稳定性分析。
板的铺层顺序为：[45/-45/90/0]s ，每层的厚度为0.125mm ，材料属性如表1所示。
表1 复合材料的材料参数表1E2E 3E 12υ 13υ 23υ 12G 13G 23G 144.7GPa 9.65GPa 9.65GPa 0.30 0.30 0.45 5.2GPa 5.2GPa 3.4GPa7.3.2 创建几何部件首先，打开【ABAQUS/CAE 】启动界面，在弹出的【Start Session 】对话框中单击【Create Model Database 】下的【With Standard/Explicit Model 】按钮，启动【ABAQUS/CAE 】。
进入【Part 】模块，单击【Create Part 】，进入如图1界面，选【Modeling Space ：3D 】，类型Type: Deformable ，Base Feature: Shape: Shell ，Base Feature: Type: Planar ，Approximate size ：1000（草图界面大小，根据所画草图的大小确定），单击【Continue 】按钮进入草图界面。
常按【Create Construction: Oblique Line Thru 2 Points 】弹出【Create Construction: Horizontal Line Thru Point 】单击，选中原点或在界面下方输入坐标“0,0”，建立水平横轴；继续常按【Create Construction: Horizontal Line Thru Point 】弹出【Create Construction: Vertical Line Thru Point 】，同理建立竖轴；单击【Add Constraint 】，弹出【Constraints 】界面单击其中【Fixed 】项，按住Shift 建，然后选中刚建立的横轴和竖轴，单击下方的【Done 】按钮完成对横轴和竖轴的约束。
复合材料的abaqus建模
在定义复合材料的属性时有三个方向需要注意： 1、Layup orientation 2、Ply orientation 3、Additional rotation
独立的网格部件可以利用节点偏移生成一层或者几层实体单元，实体 单元衍生的方向是沿着部件的法线方向。
对实体部件进行优化 并将其转变成薄壳
7、宏观模型计算量较小，相对来说比较简单，适用于 分析较简单的问题。
混合模型
在混合建模时可以把复合材料分成若干层每一层的材料 属性都为各向异性，也可以把复合材料建成连续的几层。复 合材料在混合建模时又可以选择不同的单元如：层和壳单元、 连续壳单元、连续薄壳网格单元以及连续实体案，以 求仿真结果的准确性。
1、对复合材料进行宏观建模时要把复合材料当成单 一的正交各向异性材料或者当作各向异性材料。
宏
2、复合材料通常被认为是弹性的
观
3、各向异性塑性模型通常用来仿真复合材料的非弹
建
性变形
模
4、它的形变场是均匀的
的
介
5、宏观建模是用来模拟复合材料的整体行为以此
绍
建模时材料的非线性以及局部失效都不被考虑进去
6、宏观建模时通常用于研究结构失效（屈服），不 考虑材料失效（分层、脱粘）。
画网格并将其 变成网格部件
给网格赋属性
利用节点偏移 产生实体单元
利用独立网格部件建模：
连续壳单元建模实例：
1、 连续壳单元
连续壳单元适用于较薄的结构，在线弹性范围内和非线弹性范围内均 可适用，它的分析结果比传统壳单元更加准确。
传统壳单元
位移和角度方向都 不受约束
被建模的物体
连续壳单元
仅位移方向不受约束
在abaqus中连续壳单元的拓扑结构包括两种：
ABAQUS中import导入问题
一、概述：ABAQUS提供了从standard至explicit、explicit至standard、standard至standard(6.7版以后)及explicit至explicit(6.7版以后)的分析结果传递功能。
为便于区分，将第一个分析称为原始分析(生成需要传递的数据)，第二个分析称为”后续分析”(接收自原始分析的资料)Import功能主要用于以下工况：1.金属成型过程与回弹分析－成型过程常用explicit code分析以解决复杂接触的收敛问题，回弹分析则常import至standard code以避开explicit code作准静态会遇到的基础模态振动问题。
2.装配过程分析－使用import功能可在原始分析中对所关心的零件进行分析，再在后续分析中移除不要的零件和(或)加入新的零件继续进行分析。
二、操作步骤：在原始分析模型设置重启动数据输出，操作步骤为step module/output/restart requests。
在后续分析中为需要传递数据的部件定义初始状态场，操作步骤为load module/predefined field/create/设置step为initial/category选择other/Initial state/选择需导入原始分析的部件/输入原始分析job name，step及frame。
选择分析步，设定拘束、接触与边界条件。
提交后续分析job。
对于explicit至standard的回弹分析，由于通常不涉及任何接触行为，则设定更为简单：1.原始分析之explicit step会在完成job后自动生成最后一个step及increment 的重启动档。
2.将原始分析模型copy为新的后续分析模型，在assembly module中仅保留成型部件。
3.在后续分析中选择static general为分析步，设定边界条件防止成型件刚体运动。
4.在后续分析中为需要传递数据的部件定义初始状态场，操作步骤为load module/predefined field/create/设置step为initial/category选择other/Initial state/选择需导入原始分析的部件/输入原始分析job name，step及frame采预设之last。
在ABAQUS中的纤维增强复合材料建模模块
在ABAQUS中的纤维增强复合材料建模模块（CMA）newmaker在此模块中直接融合纤维增强复合材料仿真计算与建模的最新技术发展通过提供功能强大的纤维增强复合材料计算仿真能力，和先进的建模方法，Simulayt的Layup Pipeline补充和扩展了Abaqus/CAE强大的复合材料仿真能力，并与Abaqus/CAE 完美的融合在了一起。
此外，凭借其与其他环节的直接融合能力，实现了整个企业设计与制造的紧密联系。
纤维增强复合材料模拟有重要的作用，它确保在建模初始就不能生成工艺上不可制造的铺层。
这样避免了日后在研发周期上由于重新设计而增加的成本。
此模块还可以生成制造数据以确保最终的零件与分析模型相符。
目前，空间中不断变化的纤维方向和铺层厚度可直接提供给非线性隐式算法和显式求解器，实现详细的仿真计算。
因而在每个单元产生铺层角度，真实反应了仿真和实际纤维结构，这些功能确保计算中可达到前所未有的保真度。
最后，对Simulay的Layup Pipeline 的直接调用，使复合材料结构的分析、设计和制造完美的结合在一起。
比如，如果需要的话，由Abaqus/CAE创建的模型可以直接倒入到CATIA V5中进行细节设计。
通过精确的模型转换，可快速实现设计上的反复，从而提高整个研制过程的效率。
性能1992年得到业界认可，Simulayt的纤维增强复合材料仿真技术发展水平Abaqus模拟中对纤维角度和铺层厚度的直接转换实现了前所未有的准确度。
在快速设计改良中可以迅速回顾并修改复合材料模型。
生成制造数据以确保分析模型与最终结构相符合。
凭借Layup Pipeline模块与其他环节的直接融合能力，实现了整个企业紧密联系。
优点建模过程中不能生成工艺上不可制造的铺层，避免了由设计得不可行带来的成本。
通过提高模型的仿真度以及降低设置时间来实现快速设计改良。
企业中分析、设计和制造的无缝连接提高整个研制过程的效(end)。
abaqus复合材料
abaqus复合材料
第一天主要讲解如何使用Abaqus对不同类型复合材料结构进行基本建模分析，通过基础班的课程学习，学员能够掌握Abaqus复合材料结构建模分析的基本方法，包括复合材料壳单元、连续壳单元、实体单元建模，显式/隐式分析，静力学与动力学问题的求解等，能够掌握基本层压板、复杂层压板、加筋板、夹层板等多种复合材料结构的建模与分析。
课堂上针对常见的复合材料建模错误以及一些错误的认识都会做详细的介绍。
第二天主要讲解复合材料失效理论、面内渐进损伤分析、层间/界面渐进损伤分析等内容；通过第二天课程的学习，学员能够掌握Abaqus 初始损伤分析、面内渐进损伤分析、基于Cohesive内聚力模型的层间/界面渐进损伤分析、基于VCCT虚拟裂纹闭合技术的层间/界面裂纹扩展分析以及VUMAT子程序开发与应用等。
同时会讲解显式准静态分析方法及注意事项，另外还专门为培训学员准备了许多的复合材料辅助建模插件来提高建模效率。
第三天主要讲解多种复合材料子程序的开发、Puck失效理论子程序实现、材料非线性表征、率相关特定表征等方面的内容。
通过该课程学习，能够掌握复合材料UVARM子程序、USDFLD子程序、VUSDFLD 子程序、UMAT子程序、VUMAT子程序的开发，能够基于VUMAT子
程序进一步针对Puck失效理论、材料非线性、率相关性进行深入开发。
Abaqus子程序经典介绍————复合材料固化温度场所用到四个子程序详解
复合材料固化仿真所用到四个子程序详解冯希金目录1. 子程序FILM详解 (3)1.1 子程序FILM的功能描述 (3)1.2 程序界面 (3)1.3 需要定义的变量 (3)1.4 从例程中传递进来的信息 (4)1.5 FILM子程序与INP文件的关系 (5)2. 用户子程序HETVAL (7)2.1子程序HETVAL的功能描述 (7)2.2 程序界面 (7)2.3 需要定义的变量 (7)2.4 可以被更新的变量 (7)2.5 传递到子程序中的信息 (8)2.6子程序HETVAL与INP文件的关系 (8)3. 子程序disp (9)3.1 子程序DISP的功能描述 (9)3.2 程序界面 (9)3.3 需要定义的变量 (9)3.4 传递到子程序中的信息 (9)1. 子程序FILM详解1.1 子程序FILM的功能描述该子程序在热交换分析中用来定义非均匀的对流换热系数和环境温度（sink temperature）。
它的应用在于：（1）可以用来定义基于节点的、基于单元的或者是基于面的非均匀对流换热系数。
（2）可以用来定义环境温度，这个环境温度可以是空间位置、时间、温度、节点号、单元号、积分点号等的函数。
（3）在允许热交换的过程中被调用，这些热交换可以是节点间的、或者是面的积分点间的，它们可以是基于节点、单元或面的非均匀对流条件。
（4）忽略了振幅（5）不论是基于单元的还是基于面的对流换热，都采用一阶热传导单元的节点作为面积分点。
1.2 程序界面1.3 需要定义的变量H(1) ——节点上的对流换热系数，单位是：JT–1L–2–1. H(1) 作为基于节点、基于单元或者是基于面的对流换热条件的数值被传递到例程中参与计算。
如果没有定义值，那么H1（1）被初始化为0，这个系数不能作为输出变量用于输出目的。
H(2) ——,在该积分点上，对流换热系数相对于表面温度的变化率。
其单位是JT–1L–2–2. 通过定义这个值，可以提高非线性分析中的收敛速度，尤其是当对流换热系数是表面温度的函数时更是如此。
复合材料的abaqus建模
7、宏观模型计算量较小，相对来说比较简单，适用于 分析较简单的问题。
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混合模型
在混合建模时可以把复合材料分成若干层每一层的材料 属性都为各向异性，也可以把复合材料建成连续的几层。复 合材料在混合建模时又可以选择不同的单元如：层和壳单元、 连续壳单元、连续薄壳网格单元以及连续实体单元。在仿真 时应了解每种单元的优缺点根据实际问题选择最佳方案，以 求仿真结果的准确性。
2020/4/9
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在定义复合材料的属性时有三个方向需要注意： 1、Layup orientation 2、Ply orientation 3、Additional rotation
2020/4/9
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独立的网格部件可以利用节点偏移生成一层或者几层实体单元，实体 单元衍生的方向是沿着部件的法线方向。
2、连续实体单元
1、 复合材料用实体单元仿真时仅限于用立体的六面体单元，这种单元只有 位移上的自由度。 2、连续实体单元大都用于简单的复合材料建模或者作为辅助单元和连续壳 单元一起应用于复合材料的建模。
3、但在下列情况时必须要采用连续实体单元建模：横向剪切应力占主导作 用时、不能忽略正应力时以及需要精确的层间应力时。
2复合材料通常被认为是弹性的3各向异性塑性模型通常用来仿真复合材料的非弹性变形4它的形变场是均匀的5宏观建模是用来模拟复合材料的整体行为以此建模时材料的非线性以及局部失效都不被考虑进去6宏观建模时通常用于研究结构失效屈服不考虑材料失效分层脱粘
复合材料的建模
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复 合 材 料 建 模 的 三 种 常 用 模 型
对实体部件进行优化 并将其转变成薄壳
画网格并将其 变成网格部件
Abaqus导入外来模型的几点小技巧
Abaqus导入外来模型的几点小技巧abaqus6.x的CAE建模功能仍不是太强大，许多情况下，还得借助于第二、第三方软件完成模型的建立，但在导入过程中，总会或多或少的存在问题，近来做了几个这方面的试验，有几点发现，解释如下：1.对于三维模型，pro/e等CAD软件可以建出很好的模型，存成iges、sat、step等格式导入abaqus可以直接用，个人感觉能用sat或step格式出现的模型最好不用iges文件导入！2.复杂模型，当导入abaqus时，模型可能已经枝离破碎了，无法通过几何修补将模型改好，而且分网也相当困难，但通过第三方前处理软件hypermesh，就可以很好的实现模型在导入时出错的问题，hypermesh可导入的几何模型格式相当多，一般的CAD软件的格式都可以很好的导入，并且对小毛病可以通过几何清理完成！然后加上abaqus的模板，在hypermesh分出高质量的网后导出inp 直接为abaqus所用，目前是相当好的一个强强联合的CAE思路！3.有时也可以以这种方式导入模型：ansys现在在国内的受众群很大，我想许多人也会用ansys，起码最基本的建模都能做到，可以发现，ansys的建模功能相比abaqus要强的多，尤其现在有了workbench后，这点就更为突出了！所以不习惯用abaqus建模的朋友而又暂时不会用专业CAD 软件的朋友可以直接在ansys里建好你所想要的模型，然后再导入abaqus里用它强大的计算功能吧！a.曲线救国：ansys里建的模型通过hypermesh导入分网后导进abaqus！（说细情况可以到hypermesh版找到）b.对于2d草图，abaqus也可以接收iges格式，所以在ansys做好2d模型后，通过file---export导出iges文件，然后abaqus导入sketch也就可以用了！（不过，在ansys建这个模型时，不要出现area及其以上的entity，因为sketch只认线和点，所以你只能在ansys通过line、keypoint完成你要建模型的轮廓，导入应该是没什么问题！有时导入效果比autocad导入效果都好！4.说说2d模型的导入问题，这点版里有多人问到了，由于CAE无法做出诸如椭圆、正弦、余弦曲线等复杂平面图形来，所以通常通过autocad作出图形，存为dxf格式然后导入abaqus，有时会出现导入sketch时什么也没有或只有几条张而已，总之导入不成功！其实，abaqus导入sketch后的图形仅有线和点两种形式，而且最重要的一点就是abaqus的导入dxf时也认为cad的版本，目前autocad 版本已到2004，这时如果你存dxf格式时选的是2004版本承认的dxf格式，当你导入abaqus时，有很大可能不会成功，但如果此时你选择较低版本的dxf 格式存储时，问题就会解决！（存为低版本的dxf格式是可以在保存时选择的），我做过试验，存为目前来说最低的autocad R12版本和R13版本的dxf格式时再导入abaqus里，几乎可以很好地导入，不信大家试试！不过，要说明的一点，限于abaqus导入dxf格式功能的限制，它对于常见的几种几何图形如直接、圆、矩形等可以以线的形式出现（这在abaqus的documentation里有介绍），而对于复杂曲线，则是以多个点的形式出现（拟合成那个曲线），所以复杂一点的曲线导入后会是N个点！当然，有了点，曲线还愁出现不了嘛？两种方法，用直接一个点一点的连起来，但这样会产生很多点且曲线的拟合度不太好，用spline方法即多样线按点的顺序连成的曲线会与你所想要的曲线相差无几！（推荐用spline方法，因为这样仅产生一条线，对于以后的分网有好处）试试吧！（当然，如果点相当多，如果你没有耐心，我就没办法了！）还有就是在autocad下作图时最好不用便捷图形直接画，能用直接直线画的图形就不要用诸如矩形、正六边形等快捷作图方式作图，这样导入后会出现直线，否则只能出现体现图形形状的定位顶点，你要做的工作就只能是自己在abaqus里用线将点连起来了。
abaqus6.4导入外来模型的几点小经验
3.有时也可以以这种方式导入模型：ansys现在在国内的受众群很大，我想许多人也会用ansys，起码最基本的建模都能做到，可以发现，ansys的建模功能相比abaqus要强的多，尤其现在有了workbench后，这点就更为突出了！所以不习惯用abaqus建模的朋友而又暂时不会用专业CAD软件的朋友可以直接在ansys里建好你所想要的模型，然后再导入abaqus里用它强大的计算功能吧！
4.说说2d模型的导入问题，这点版里有多人问到了，由于CAE无法做出诸如椭圆、正弦、余弦曲线等复杂平面图形来，所以通常通过autocad作出图形，存为dxf格式然后导入abaqus，有时会出现导入sketch时什么也没有或只有几条张而已，总之导入不成功！其实，abaqus导入sketch后的图形仅有线和点两种形式，而且最重要的一点就是abaqus的导入dxf时也认为cad的版本，目前autocad版本已到2004，这时如果你存dxf格式时选 的是2004版本承认的dxf格式，当你导入abaqus时，有很大可能不会成功，但如果此时你选择较低版本的dxf格式存储时，问题就会解决！（存为低版本的dxf格式是可以在保存时选择的），我做过试验，存为目前来说最低的autocad R12版本和R13版本的dxf格式时再导入abaqus里，几乎可以很好地导入，不信大家试试！不过，要说明的一点，限于abaqus导入dxf格式功能 的限制，它对于常见的几种几何图形如直接、圆、矩形等可以以线的形式出现（这在abaqus的documentation里有介绍），而对于复杂曲线，则是以多个点的形式出现（拟合成那个曲线），所以复杂一点的曲线导入后会是N个点！当然，有了点，曲线还愁出现不了嘛？
2).如果对结构要做结构优化设计或拓扑优化设计，那么Ansys最强，Ansys软件中直接有优化设计模块，是单目标优化设计，设计变量有结构尺寸变量和状态变量(如某些地方的某种应力不能超过某一值，或某一变形不能超过多少)，优化结构变量写入APDL程序中，如果对APDL程序不是很熟悉，那么可以通过Ansys软件界面菜单完成建模和目标变量和设计变量设置，然后把所有操作过程写入*.log 或*.lgw文件中，它们是文本文件，以APDL程序保存的，用记事本等调出此*.log 文件进行整理，整理出循环迭代结构，另存文件名，在菜单中执行优化模块时，直接调此文件，一次性优化出结果。其它几个软件中没有结构优化设计模块，但也可以通过自己编写个小程序，用MARc、Adina和Abaqus对结构进行优化设计，但首先要熟悉如何取某节点或某单元的结果数据，使其在设计范围内寻求最优。
ABAQUS中import导入问题
一、概述：ABAQUS提供了从standard至explicit、explicit至standard、standard至standard(6.7版以后)及explicit至explicit(6.7版以后)的分析结果传递功能。
为便于区分，将第一个分析称为原始分析(生成需要传递的数据)，第二个分析称为”后续分析”(接收自原始分析的资料)Import功能主要用于以下工况：1.金属成型过程与回弹分析－成型过程常用explicit code分析以解决复杂接触的收敛问题，回弹分析则常import至standard code以避开explicit code作准静态会遇到的基础模态振动问题。
2.装配过程分析－使用import功能可在原始分析中对所关心的零件进行分析，再在后续分析中移除不要的零件和(或)加入新的零件继续进行分析。
二、操作步骤：在原始分析模型设置重启动数据输出，操作步骤为step module/output/restart requests。
在后续分析中为需要传递数据的部件定义初始状态场，操作步骤为load module/predefined field/create/设置step为initial/category选择other/Initial state/选择需导入原始分析的部件/输入原始分析job name，step及frame。
选择分析步，设定拘束、接触与边界条件。
提交后续分析job。
对于explicit至standard的回弹分析，由于通常不涉及任何接触行为，则设定更为简单：1.原始分析之explicit step会在完成job后自动生成最后一个step及increment 的重启动档。
2.将原始分析模型copy为新的后续分析模型，在assembly module中仅保留成型部件。
3.在后续分析中选择static general为分析步，设定边界条件防止成型件刚体运动。
4.在后续分析中为需要传递数据的部件定义初始状态场，操作步骤为load module/predefined field/create/设置step为initial/category选择other/Initial state/选择需导入原始分析的部件/输入原始分析job name，step及frame采预设之last。
复合材料层合板成形仿真
复合材料层合板成形仿真目录1问题描述 (1)2ABAQUS前处理 (1)2.1 Part (1)2.2 Property (1)2.3 Assembly (4)2.4 Step (4)2.5 Load (5)2.6 Mesh (1)2.7 Job (2)3ABAQUS后处理 (2)3.1 显示铺层 (2)3.2 查看各单层计算值 (3)4附录 (6)5参考文献 (9)I11 问题描述本文实例来源于百度文库“复合材料ABAQUS 分析---精讲版”，本文目的在于了解分层壳单元的使用方法及其注意事项，同时收集整理相关知识点。
一块边长254mm 的方形两层层合板，两层厚度均为2.54mm ，第一层铺层角o 45,第二层铺层角o -45；板的四边完全固支，板的上表面受到689.4KPa 的压强。
各单层的材料相同，材料属性如下：1=276GPa E ，2=6.9GPa E ，3=5.2GPa E ，120.25γ=，12 3.4GPa G =，13 3.4GPa G =，23 3.4GPa G =。
2 ABAQUS 前处理2.1 Part已知为边长为254mm 的正方形层合板，因此可建立层合板部件，命名为“Part-Laminate ”,“3D, Deformable, Shell, Planar ”，输入点（-127,127）、（127，-127）建立矩形平面，如图2-1所示。
图2-1 建立层合板部件2.2 Property(1) 定义复合材料层合板的材料属性由于采用了IS （mm ）单位制，故输入的数值如表2-1所示。
建立材料属性，2命名为“Mat-Laminate ”,输入设置如图2-2所示。
由于复合材料是分层的，因此并不在此处分配和创建截面属性。
表2-1 IS （mm ）单位制参数1E 2E 3E 12 12G 13G 23G 原始276GPa 6.9GPa 5.2GPa 0.25 3.4GPa 3.4GPa 3.4GPa IS(mm) 276000MPa 6900MPa 5200MPa 0.25 3400MPa 3400MPa 3400MPa图2-2 创建复合材料层合板的材料属性（a ）（b ） 图2-3 创建局部坐标系 (2) 创建局部坐标系在如图2-3图所示处创建局部坐标系。
Abaqus中的复合材料分析
Abaqus中的复合材料分析Abaqus提供了不同方式对复合结构进行建模的功能。
根据被建模的复合材料的类型，可用的材料数据，边界条件以及期望的结果，某种特定方法可能比其他方法更好。
什么是复合结构？复合材料是嵌入基质材料内的增强材料的宏观混合物。
复合结构由复合材料制成，并且可以具有许多形式，如单向纤维复合材料，织物或蜂窝结构。
Abaqus使用几种不同的方法来模拟复合结构1）微观：在这种方法中，基体和增强材料被建模为单独的可变形连续体2）宏观：在这种方法中，基体和增强材料被建模为整体可变形连续体。
当单个纤维的微观行为及其与基体的相互作用不太重要的时，可以使用这种方法。
3）混合建模：在该方法中，复合结构被建模为单一正交各向异性（或各向异性）材料。
当结构的整体行为比微观层面的行为更重要时，这一点很重要。
单个材料定义（通常是各向异性的）足以预测全局行为。
复合材料层压板的分析：复合层压材料由多层制成。
每层具有独自的厚度，并且每层中的增强纤维以不同方式对齐。
布置层以形成层压板的顺序称为叠层或堆叠顺序。
在Abaqus中对此进行建模的最简单方法是使用混合建模方法。
这将包括为每个层定义正交各向异性，厚度，纤维取向和堆叠顺序，这反过来又决定其结构行为。
通常，层压性能直接从实验或其他应用中获得。
这些性质可以是A，B，D基质的形式，其定义了层压材料的刚度。
在这种情况下，宏观方法可用于层压板的结构分析。
这种方法在本质上可以被认为是宏观的，因为在Abaqus部分定义中导出并使用等效的截面属性。
还可以认为它是一种混合建模方法，因为截面刚度是基于层板铺设得出的。
下面的示例显示了A，B，D矩阵是如何从可用的上层信息中派生出来的，并在Abaqus的General Shell Section定义中使用。
经典层压理论的假设：这里显示的层压复合材料的宏观建模方法基于经典层压理论（CLT）。
为了准确实现CLT，假设需要满足：·通过层压材料的厚度的位移分量是连续的，并且在层压材料的相邻层之间没有滑动。
Abaqus针对复合材料优势
Abaqus针对复合材料优势四Abaqus在复合材料领域的优势4.1 复合材料介绍4.1.1 复合材料的应用复合材料有许多特性：1、制造工艺简单2、比强度高，比刚度大3、具有灵活的可设计性4、耐腐蚀，对疲劳不敏感5、热稳定性能、高温性能好由于复合材料的上述优点，在航空航天、汽车、船舶等领域，都有广泛的应用。
复合材料的大量应用对分析技术提出新的挑战。
4.1.2 复合材料的结构复合材料是一种至少由两种材料混合而成的宏观材料，其中的一种材料被称作基体，其它的材料称作纤维。
其中纤维可以包含很多不同的形式：离散的宏观粒子，任意方向的短纤维，规则排列的纤维和织物。
1)单向纤维层合板----冲击分析2)编织复合材料---- 挤压分析3)蜂窝夹心复合材料----不可见冲击损伤分析基体和纤维的存在形式以及材料属性对于复合材料的力学行为有着很大的影响。
改变纤维和基体的属性目的就是在于生成一种复合材料具有如下性质：1）低成本：原型，大规模生产，零件合并，维修，技术成熟。
2）期望的重量：轻重量，比重分配合理。
3）改进的强度和刚度：高强度/高刚度比。
4）改进的表面属性：良好的耐腐蚀性，表面抛光性好。
5）期望的热属性：较低的热传导性，热膨胀系数较低。
6）独特的电属性：具有较高的绝缘强度，无磁性。
7）空间适应性：大部件，特殊的几何构型。
4.1.4 复合材料的有限元模拟根据不同的分析目的，可以采用不同的复合材料模拟技术：1）微观模拟：将纤维和基体都分别模拟为可变形连续体。
2）宏观模拟：将复合材料模拟为一个正交各向异性体或是完全各向异性体。
3）混合模拟：将复合材料模拟为一系列离散、可见的纤维层合板。
4）离散纤维模拟：采用离散单元或是其它模拟工具进行模拟。
5）子模型模拟：对于研究加强纤维周围点的应力集中问题比较有效。
微观模拟：纤维-基体的单胞模拟混合模拟：层合板的混合模拟Abaqus中复合材料的单元技术Abaqus中复合材料的单元技术主要为三种：分层壳单元、分层实体单元以及实体壳单元。
Abaqus导入外来模型的几点小技巧
Abaqus导入外来模型的几点小技巧abaqus6.x的CAE建模功能仍不是太强大，许多情况下，还得借助于第二、第三方软件完成模型的建立，但在导入过程中，总会或多或少的存在问题，近来做了几个这方面的试验，有几点发现，解释如下：1.对于三维模型，pro/e等CAD软件可以建出很好的模型，存成iges、sat、step等格式导入abaqus可以直接用，个人感觉能用sat或step格式出现的模型最好不用iges文件导入！2.复杂模型，当导入abaqus时，模型可能已经枝离破碎了，无法通过几何修补将模型改好，而且分网也相当困难，但通过第三方前处理软件hypermesh，就可以很好的实现模型在导入时出错的问题，hypermesh可导入的几何模型格式相当多，一般的CAD软件的格式都可以很好的导入，并且对小毛病可以通过几何清理完成！然后加上abaqus的模板，在hypermesh分出高质量的网后导出inp 直接为abaqus所用，目前是相当好的一个强强联合的CAE思路！3.有时也可以以这种方式导入模型：ansys现在在国内的受众群很大，我想许多人也会用ansys，起码最基本的建模都能做到，可以发现，ansys的建模功能相比abaqus要强的多，尤其现在有了workbench后，这点就更为突出了！所以不习惯用abaqus建模的朋友而又暂时不会用专业CAD 软件的朋友可以直接在ansys里建好你所想要的模型，然后再导入abaqus里用它强大的计算功能吧！a.曲线救国：ansys里建的模型通过hypermesh导入分网后导进abaqus！（说细情况可以到hypermesh版找到）b.对于2d草图，abaqus也可以接收iges格式，所以在ansys做好2d模型后，通过file---export导出iges文件，然后abaqus导入sketch也就可以用了！（不过，在ansys建这个模型时，不要出现area及其以上的entity，因为sketch只认线和点，所以你只能在ansys通过line、keypoint完成你要建模型的轮廓，导入应该是没什么问题！有时导入效果比autocad导入效果都好！4.说说2d模型的导入问题，这点版里有多人问到了，由于CAE无法做出诸如椭圆、正弦、余弦曲线等复杂平面图形来，所以通常通过autocad作出图形，存为dxf格式然后导入abaqus，有时会出现导入sketch时什么也没有或只有几条张而已，总之导入不成功！其实，abaqus导入sketch后的图形仅有线和点两种形式，而且最重要的一点就是abaqus的导入dxf时也认为cad的版本，目前autocad 版本已到2004，这时如果你存dxf格式时选的是2004版本承认的dxf格式，当你导入abaqus时，有很大可能不会成功，但如果此时你选择较低版本的dxf 格式存储时，问题就会解决！（存为低版本的dxf格式是可以在保存时选择的），我做过试验，存为目前来说最低的autocad R12版本和R13版本的dxf格式时再导入abaqus里，几乎可以很好地导入，不信大家试试！不过，要说明的一点，限于abaqus导入dxf格式功能的限制，它对于常见的几种几何图形如直接、圆、矩形等可以以线的形式出现（这在abaqus的documentation里有介绍），而对于复杂曲线，则是以多个点的形式出现（拟合成那个曲线），所以复杂一点的曲线导入后会是N个点！当然，有了点，曲线还愁出现不了嘛？两种方法，用直接一个点一点的连起来，但这样会产生很多点且曲线的拟合度不太好，用spline方法即多样线按点的顺序连成的曲线会与你所想要的曲线相差无几！（推荐用spline方法，因为这样仅产生一条线，对于以后的分网有好处）试试吧！（当然，如果点相当多，如果你没有耐心，我就没办法了！）还有就是在autocad下作图时最好不用便捷图形直接画，能用直接直线画的图形就不要用诸如矩形、正六边形等快捷作图方式作图，这样导入后会出现直线，否则只能出现体现图形形状的定位顶点，你要做的工作就只能是自己在abaqus里用线将点连起来了。
Abaqus导入外来模型的几点小技巧
Abaqus导入外来模型的几点小技巧abaqus6.x的CAE建模功能仍不是太强大，许多情况下，还得借助于第二、第三方软件完成模型的建立，但在导入过程中，总会或多或少的存在问题，近来做了几个这方面的试验，有几点发现，解释如下：1.对于三维模型，pro/e等CAD软件可以建出很好的模型，存成iges、sat、step等格式导入abaqus可以直接用，个人感觉能用sat或step格式出现的模型最好不用iges文件导入！2.复杂模型，当导入abaqus时，模型可能已经枝离破碎了，无法通过几何修补将模型改好，而且分网也相当困难，但通过第三方前处理软件hypermesh，就可以很好的实现模型在导入时出错的问题，hypermesh可导入的几何模型格式相当多，一般的CAD软件的格式都可以很好的导入，并且对小毛病可以通过几何清理完成！然后加上abaqus的模板，在hypermesh分出高质量的网后导出inp 直接为abaqus所用，目前是相当好的一个强强联合的CAE思路！3.有时也可以以这种方式导入模型：ansys现在在国内的受众群很大，我想许多人也会用ansys，起码最基本的建模都能做到，可以发现，ansys的建模功能相比abaqus要强的多，尤其现在有了workbench后，这点就更为突出了！所以不习惯用abaqus建模的朋友而又暂时不会用专业CAD 软件的朋友可以直接在ansys里建好你所想要的模型，然后再导入abaqus里用它强大的计算功能吧！a.曲线救国：ansys里建的模型通过hypermesh导入分网后导进abaqus！（说细情况可以到hypermesh版找到）b.对于2d草图，abaqus也可以接收iges格式，所以在ansys做好2d模型后，通过file---export导出iges文件，然后abaqus导入sketch也就可以用了！（不过，在ansys建这个模型时，不要出现area及其以上的entity，因为sketch只认线和点，所以你只能在ansys通过line、keypoint完成你要建模型的轮廓，导入应该是没什么问题！有时导入效果比autocad导入效果都好！4.说说2d模型的导入问题，这点版里有多人问到了，由于CAE无法做出诸如椭圆、正弦、余弦曲线等复杂平面图形来，所以通常通过autocad作出图形，存为dxf格式然后导入abaqus，有时会出现导入sketch时什么也没有或只有几条张而已，总之导入不成功！其实，abaqus导入sketch后的图形仅有线和点两种形式，而且最重要的一点就是abaqus的导入dxf时也认为cad的版本，目前autocad 版本已到2004，这时如果你存dxf格式时选的是2004版本承认的dxf格式，当你导入abaqus时，有很大可能不会成功，但如果此时你选择较低版本的dxf 格式存储时，问题就会解决！（存为低版本的dxf格式是可以在保存时选择的），我做过试验，存为目前来说最低的autocad R12版本和R13版本的dxf格式时再导入abaqus里，几乎可以很好地导入，不信大家试试！不过，要说明的一点，限于abaqus导入dxf格式功能的限制，它对于常见的几种几何图形如直接、圆、矩形等可以以线的形式出现（这在abaqus的documentation里有介绍），而对于复杂曲线，则是以多个点的形式出现（拟合成那个曲线），所以复杂一点的曲线导入后会是N个点！当然，有了点，曲线还愁出现不了嘛？两种方法，用直接一个点一点的连起来，但这样会产生很多点且曲线的拟合度不太好，用spline方法即多样线按点的顺序连成的曲线会与你所想要的曲线相差无几！（推荐用spline方法，因为这样仅产生一条线，对于以后的分网有好处）试试吧！（当然，如果点相当多，如果你没有耐心，我就没办法了！）还有就是在autocad下作图时最好不用便捷图形直接画，能用直接直线画的图形就不要用诸如矩形、正六边形等快捷作图方式作图，这样导入后会出现直线，否则只能出现体现图形形状的定位顶点，你要做的工作就只能是自己在abaqus里用线将点连起来了。